Cum funcționează un telescop cu infraroșu?

Telescoapele cu infraroșu utilizează în mod fundamental aceleași componente și urmează aceleași principii ca și telescoapele cu lumină vizibilă; și anume, o combinație de lentile și oglinzi adună și focalizează radiațiile pe un detector sau detectoare, datele din care sunt traduse de computer în informații utile. Detectoarele sunt de obicei o colecție de dispozitive digitale specializate în stare solidă: materialul cel mai frecvent utilizat pentru acestea este aliajul supraconductor HgCdTe (telurură de mercur cadmiu). Pentru a evita contaminarea din sursele de căldură înconjurătoare, detectoarele trebuie răcite de un criogen precum azot lichid sau heliu la temperaturi care se apropie de zero absolut; Telescopul spațial Spitzer, care la lansarea sa în 2003 a fost cel mai mare telescop cu infraroșu spațial vreodată, este răcit la -273 C și urmărește o orbită inovatoare heliocentrică care urmărește Pământul prin care evită căldura reflectată și indigenă a Pământ.

Vaporii de apă din atmosfera Pământului absorb cea mai mare parte a radiațiilor infraroșii din spațiu, astfel încât telescoapele cu infraroșu de la sol trebuie să fie amplasate la mare altitudine și într-un mediu uscat pentru a fi eficiente; Observatoarele de la Mauna Kea, Hawaii, se află la o altitudine de 4205 m. Efectele atmosferice sunt reduse prin montarea telescoapelor pe aeronave de mare zbor, tehnică utilizată cu succes la Observatorul Aerian Kuiper (KAO), care a funcționat din 1974 până în 1995. Efectele vaporilor de apă atmosferici sunt, desigur, eliminate cu totul în telescoapele spațiale; Ca și în cazul telescoapelor optice, spațiul este locația ideală din care să facă observații astronomice în infraroșu. Primul telescop cu infraroșu orbital, satelitul de infraroșu astronomic (IRAS), lansat în 1983, a mărit catalogul astronomic cunoscut cu aproximativ 70%.

Telescoapele cu infraroșu pot detecta obiecte prea reci și, prin urmare, prea slabe pentru a fi observate în lumina vizibilă, cum ar fi planetele, unele nebuloase și stelele pitice brune. De asemenea, radiația infraroșie are lungimi de undă mai mari decât lumina vizibilă, ceea ce înseamnă că poate trece prin gazul astronomic și praful fără a fi împrăștiat. Astfel, obiectele și zonele ascunse din vedere în spectrul vizibil, inclusiv centrul Căii Lactee, pot fi observate în infraroșu.

Extinderea continuă a universului are ca rezultat fenomenul de deplasare spre roșu, care face ca radiațiile de la un obiect stelar să aibă lungimi de undă progresiv mai mari cu cât este mai departe obiectul de pe Pământ. Astfel, până ajunge pe Pământ, o mare parte din lumina vizibilă a obiectelor îndepărtate s-a mutat în infraroșu și poate fi detectată de telescoapele cu infraroșu. Când provin din surse foarte îndepărtate, această radiație a durat atât de mult până a ajuns pe Pământ încât a fost emise pentru prima dată în universul timpuriu și astfel oferă o perspectivă asupra acestei perioade vitale a astronomiei istorie.